环状三效催化剂的制备方法技术

本发明专利技术涉及到一种汽油车用三效催化剂的制备方法，具体涉及贵金属在催化剂横截面积上呈区域分布，贵金属富集在中央区域的三效催化剂，属于催化剂制备技术领域。贵金属在催化剂横截面积上呈区域分布，中间部分负载的贵金属量较高，外侧环形部分负载的贵金属量较低。由于对称型净化器在催化剂截面的中间部分尾气流速较大，通过贵金属在催化剂截面的中间部分富集，有利于贵金属的有效利用。制备的催化剂经过烘干、焙烧等步骤制得环形涂覆催化剂。环形涂覆工艺催化剂起燃温度低，转化效率高，高温老化后仍能表现出优异的三效活性。与传统的三效催化剂相比具有起燃快、贵金属利用率高、成本低等优点。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及到一种汽油车用三效催化剂的制备方法，具体涉及贵金属在催化剂横截面积上呈区域分布，贵金属富集在中央区域的三效催化剂，属于催化剂制备

技术介绍
随着社会的发展，汽车作为最主要的交通工具其尾气排放已成为环境的一大污染源，目前利用三效催化剂(净化器)来催化转化汽车尾气是处理汽车尾气的一种重要方法，并且在未来很长时间内都是一种有效方法。在三效催化剂发展过程中，伴随着对高比表面积，耐热稳定性和储氧能力更强的涂层材料的开发外，对催化剂的结构也进行了很多改造，包括单块，前后两级，单包双块，和分段涂覆，目的是为了开发出低成本、高处理能力的催化齐IJ。我们根据尾气在对称型结构净化器中的速度流场分布(如图1 )，发现在催化剂截面的中间部分尾气流速较大，即中间部位的流量大，为边缘部分的2倍左右，这样尾气在净化器中间部位停留时间会短，在传统的净化器中转化效率低。据此我们对单块的催化剂上贵金属在横截面上的分布进行了调整，中间高，边缘低，使流量较大的中间部位贵金属分布高些，这样在总的贵金属使用量相同的条件下，达到更好的处理效果。
技术实现思路
本专利技术的目的提供一种贵金属在催化剂中分区富集的设计方法，特别涉及了一种中央区域富集的催化剂设计方法。本专利技术又一目的在于提供一种上述催化剂的制备方法。按照本专利技术提供的技术方案，，按重量份计步骤如下: (1)浆料制备:取氧化铝5-10份、盐助剂0.5-15份、铈锆材料1.5-9份，加入到13-25份水中，搅拌l_3h至其混合均匀；球磨浆液，使浆液颗粒度为0.1-25 μ m，用0.05-0.1mol/L的稀硝酸调节pH至2-7，调节浆液黏度为100-6000cpi ； (2)配置贵金属浆液:取步骤(I)制备的浆料，加入第一贵金属，配置成贵金属质量浓度分别为0.200-100.000g/L的高贵金属a浆液和质量浓度0.010-60.000g/L的低贵金属b浆液； 取步骤(2)制备的浆料，加入第二贵金属，先配置成质量浓度为0.010-0.050g/L的贵金属c浆液，然后再配置质量浓度分别为0.010-5.000g/L的高贵金属d浆液和质量浓度为0.010-4.000g/L的低贵金属e衆液； (3)第一层涂覆:取环状堇青石蜂窝陶瓷载体，置于环形磨具之下，涂覆步骤(2)配置的高贵金属a楽;液和低贵金属b楽;液；先取高贵金属a衆液涂覆于堇青石蜂窝陶瓷载体中央，然后将低贵金属b浆液涂覆于高贵金属a浆液涂覆区域外侧环形部分； 所述贵金属a楽;液和贵金属b衆液涂覆半径比值为0:1-1:1 ； (4)烘干处理:将步骤(3)所得涂覆后的环状堇青石蜂窝陶瓷载体置于100-150°C下烘干4-8h，然后于400-60(TC下焙烧l_3h，待涂覆第二层浆液； (5)第二层涂覆:取步骤(4)烘干后的环状堇青石蜂窝陶瓷载体均匀涂覆第二层贵金属c浆液； 或先取贵金属d浆液涂覆于堇青石蜂窝陶瓷载体中央，然后将贵金属e浆液涂覆于贵金属d浆液涂覆区域外侧的环形部分； 所述贵金属d衆液和贵金属e衆液涂覆半径比值为0:1-1:1 ； (6)烘干处理:将步骤(5)所得涂覆后的环状堇青石蜂窝陶瓷载体置于100-150°C下烘干4-8h，然后于400 -600°C下焙烧l_3h，即得产品环状三效催化剂。涂覆过程中，通过使用不同规格的模具来控制分区的大小比例，通过真空设备控制抽气压力来实现涂覆高度，从而实现贵金属衆液a和贵金属衆液d或者贵金属衆液d和贵金属浆液e在堇青石蜂窝陶瓷载体上的分区涂覆。通过调节抽气压力实现环状催化剂中央富集区的分段涂覆，即再次使贵金属向催化剂中央前段富集，中央前后两段比为1:1-1:10。所述堇青石蜂窝陶瓷载体目数为200-900目。所述铈锆材料为氧化铈和氧化锆的复合氧化物，其中氧化铈:氧化锆的质量比为1:10-10:1。所述贵金属为Pd、Rh或Pt中的一种。所述盐助剂为镧、锆、铈、钕、铱、钡的硝酸盐或氧化物中的一种的混合物。所述氧化铝为￥^1203，新鲜态比表面积为100-2001112/^。步骤(3)所述涂覆时贵金属a衆液和贵金属b衆液涂覆半径比值为1:1; 步骤(5)所述涂覆时所述贵金属d楽;液和贵金属e楽;液涂覆半径比值为1:1。本专利技术具有如下优点:本专利技术涉及的环形涂覆工艺制备的催化剂起燃温度低，转化效率高，高温老化后仍能表现出优异的三效活性；与传统的三效催化剂相比具有起燃快、贵金属利用率高、成本低等优点。附图说明图1模拟汽车尾气的流速分布图。图2环状催化剂示意图。图3环状且分段催化剂示意图。图4实施例1-3与传统催化剂对比示意图。图5实施例4-6与传统催化剂对比示意图。具体实施例方式对比实施例1 传统的催化剂，以堇青石蜂窝陶瓷为载体，以活性氧化铝和储氧材料为涂层，以贵金属Pd&Rh为催化剂活性组分，催化剂为双涂层结构，第一层直接负载在载体上，含有活性氧化铝、储氧材料和贵金属Pd ;第二层负载在第一层上，含有活性氧化铝、储氧材料和贵金属Rh，涂覆方式有混涂、浸溃等。其中贵金属Pd&Rh总的用量为1.059g/L,Pd&Rh比例为9:1，两种贵金属在涂层上均匀分布。催化剂制备完成后，在150度下烘干6小时，500度下焙烧2小时，然后封装成净化器进行I型冷启动试验，传统双涂层催化剂的整车排放结果如图2所示。THC:0.090g/km, CO:0.071g/km, NOx:0.036g/km。实施例1 (1)浆料制备:取氧化铝5份、硝酸钡0.5份、氧化铈和氧化锆的复合氧化物6份，氧化铈:氧化锆的质量比为1:1，加入到13份水中，搅拌Ih至其混合均匀；球磨浆液，使浆液颗粒度为0.1 μ m，用0.05mol/L的稀硝酸调节pH至3，调节浆液黏度为500cpi ； (2)配置贵金属浆液:取步骤(I)制备的浆料，加入第一贵金属Pd，配置成贵金属质量浓度分别为1.716g/L的高贵金属a浆液和质量浓度0.858g/L的低贵金属b浆液； 取步骤(2)制备的浆料，加入第二贵金属Rh，先配置成质量浓度为0.106g/L的贵金属c浆液； (3)第一层涂覆:取环状堇青石蜂窝陶瓷载体，置于环形磨具之下，涂覆步骤(2)配置的高贵金属a楽;液和低贵金属b楽;液；先取高贵金属a衆液涂覆于堇青石蜂窝陶瓷载体中央，然后将低贵金属b浆液涂覆于高贵金属a浆液涂覆区域外侧环形部分； 所述贵金属a衆液和贵金属b衆液涂覆半径比值为0.3:1 ; (4)烘干处理:将步骤(3)所得涂覆后的环状堇青石蜂窝陶瓷载体置于150°C下烘干6h，然后于50(TC下焙烧2h，待涂覆第二层浆液； (5)第二层涂覆:取步骤(4)烘干后的环状堇青石蜂窝陶瓷载体均匀涂覆第二层贵金属c浆液； (6)烘干处理:将步骤(5)所得涂覆后的环状堇青石蜂窝陶瓷载体置于150°C下烘干6h，然后于500°C下焙烧2h，即得产品环状三效催化剂。所述堇青石蜂窝陶瓷载体目数为200目。取产品封装成净化器进行I型冷启动试验，排放结果如图3所示: THC:0.082g/km, CO:0.062g/km,N0x:0.033g/km。与传统催化剂对比，三种污染物处理能力分别提高:THC:9.89%, CO:1本文档来自技高网...

【技术保护点】
环状三效催化剂的制备方法，其特征是按重量份计步骤如下：（1）浆料制备：取氧化铝5?10份、盐助剂0.5?15份、铈锆材料1.5?9份，加入到13?25份水中，搅拌1?3h至其混合均匀；球磨浆液，使浆液颗粒度为0.1?25μm，用0.05?0.1mol/L的稀硝酸调节pH至2?7，调节浆液黏度为100?6000cpi；（2）配置贵金属浆液：取步骤（1）制备的浆料，加入第一贵金属，配置成贵金属质量浓度分别为0.200?100.000g/L的高贵金属a浆液和质量浓度0.010?60.000g/L的低贵金属b浆液；取步骤（2）制备的浆料，加入第二贵金属，先配置成质量浓度为0.010?0.050g/L的贵金属c浆液，然后再配置质量浓度分别为0.010?5.000g/L的高贵金属d浆液和质量浓度为0.010?4.000g/L的低贵金属e浆液；（3）第一层涂覆：取环状堇青石蜂窝陶瓷载体，置于环形磨具之下，涂覆步骤（2）配置的高贵金属a浆液和低贵金属b浆液；先取高贵金属a浆液涂覆于堇青石蜂窝陶瓷载体中央，然后将低贵金属b浆液涂覆于高贵金属a浆液涂覆区域外侧环形部分；所述贵金属a浆液和贵金属b浆液涂覆半径比值为0:1?1:1；（4）烘干处理：将步骤（3）所得涂覆后的环状堇青石蜂窝陶瓷载体置于100?150℃下烘干4?8h，然后于400?600℃下焙烧1?3h，待涂覆第二层浆液；（5）第二层涂覆：取步骤（4）烘干后的环状堇青石蜂窝陶瓷载体均匀涂覆第二层贵金属c浆液；或先取贵金属d浆液涂覆于堇青石蜂窝陶瓷载体中央，然后将贵金属e浆液涂覆于贵金属d浆液涂覆区域外侧的环形部分；所述贵金属d浆液和贵金属e浆液涂覆半径比值为0:1?1:1；（6）烘干处理：将步骤（5）所得涂覆后的环状堇青石蜂窝陶瓷载体置于100?150℃下烘干4?8h，然后于400?600℃下焙烧1?3h，即得产品环状三效催化剂。...

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：郝世杰，贾莉伟，张云，张徐民，蔡晓江，王家明，吴颖，朱云，胡芳芳，林帅帅，
申请(专利权)人：无锡威孚环保催化剂有限公司，
类型：发明
国别省市：